Der grundlegende Aufbau eines Stromkabels besteht aus vier Teilen: dem Leiterkern (Ader), der Isolierschicht, der Schirmung und der Schutzschicht. Die Isolierschicht dient der elektrischen Trennung zwischen dem Leiterkern und der Erde sowie den verschiedenen Phasen des Leiterkerns, um die Übertragung elektrischer Energie zu gewährleisten, und ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Stromkabels.
Die Rolle der Isolierschicht:
Der Kern eines Kabels ist ein Leiter. Um Geräteschäden durch Kurzschlüsse freiliegender Drähte und Personenschäden durch überhitzte Leitungen zu verhindern, muss das Kabel mit einer isolierenden Schutzschicht versehen sein. Der elektrische Widerstand des Metallleiters im Kabel ist sehr gering, der des Isolators hingegen sehr hoch. Der Grund für die Isolierfähigkeit des Isolators liegt darin, dass die positiven und negativen Ladungen in den Molekülen des Isolators sehr fest gebunden sind, die Anzahl frei beweglicher Ladungsträger sehr gering ist und der spezifische Widerstand sehr hoch ist. Daher kann der durch die Bewegung freier Ladungen unter dem Einfluss eines externen elektrischen Feldes entstehende Makrostrom im Allgemeinen vernachlässigt werden, und der Isolator gilt als nichtleitend. Isolatoren besitzen eine Durchschlagspannung, die Elektronen genügend Energie verleiht, um angeregt zu werden. Wird diese Durchschlagspannung überschritten, verliert das Material seine Isolierfähigkeit.
Welche Auswirkungen hat eine unzureichende Isolationsdicke auf das Kabel?
Die Lebensdauer von Kabeln und Leitungen verkürzt sich, wenn die dünnen Stellen des Kabelmantels nicht den Anforderungen entsprechen. Nach längerem Betrieb, insbesondere bei direkter Erdverlegung, Unterwasserverlegung, offener Verlegung oder in korrosiver Umgebung, verringert sich aufgrund der langfristigen Korrosion durch das umgebende Medium die Isolations- und mechanische Festigkeit der dünnen Stellen. Bei routinemäßigen Mantelprüfungen oder Erdungsfehlern kann es zu Durchbrüchen an diesen Stellen kommen, wodurch die Schutzwirkung des Kabelmantels verloren geht. Darüber hinaus darf der interne Verbrauch nicht vernachlässigt werden: Kabel und Leitungen erzeugen im Dauerbetrieb viel Wärme, was ihre Lebensdauer ebenfalls verkürzt. Entspricht die Qualität nicht den Standards, kann dies zu Bränden und anderen Sicherheitsrisiken führen.
Um den Verlegevorgang zu erschweren, muss beim Verlegen ein Abstand zwischen den Leitungen eingehalten werden, um die entstehende Wärme abzuführen. Eine zu dicke Ummantelung erschwert die Verlegung zusätzlich. Daher muss die Dicke der Ummantelung den relevanten Normen strikt entsprechen, da sie sonst ihre Schutzfunktion für die Leitungen nicht erfüllen kann. Die optische Qualität des Produkts ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Ob Stromkabel oder einfache Textilkabel – die Qualität der Isolierschicht muss während der Produktion sorgfältig geprüft und kontrolliert werden.
Vielleicht werden viele Leute Zweifel haben, da die Rolle der Isolierschicht so groß ist, die Oberfläche des Beleuchtungskabels und des Niederspannungskabels mit einer Schicht aus Kunststoff- oder Gummiisolierung überzogen ist, das Hochspannungskabel im Feld jedoch nicht isoliert ist.
Bei zu hoher Spannung werden manche Materialien, die ursprünglich isolierend wirken, wie Gummi, Kunststoff, trockenes Holz usw., leitfähig und verlieren ihre Isolierwirkung. Das Umwickeln von Hochspannungskabeln mit Isoliermaterial ist daher eine Verschwendung von Geld und Ressourcen. Die Oberfläche des Hochspannungskabels ist nicht isoliert, und wenn es an einem hohen Mast befestigt ist, kann es durch Kontakt mit diesem zu Stromlecks kommen. Um dies zu verhindern, wird das Hochspannungskabel stets unter einer langen Reihe gut isolierter Porzellanrohre verlegt, um es vom Mast zu isolieren. Außerdem dürfen Hochspannungskabel bei der Installation nicht über den Boden gezogen werden. Die Reibung zwischen Kabel und Boden beschädigt die glatte Isolierschicht, und es entstehen Grate, die zu Kurzschlüssen und damit zu Leckströmen führen können.
Die Isolierschicht des Kabels wird entsprechend den Kabelanforderungen festgelegt. Im Produktionsprozess müssen die Hersteller die Isolierstärke streng nach den Prozessnormen kontrollieren, ein umfassendes Prozessmanagement gewährleisten und die Qualität von Draht und Kabel sicherstellen.
Veröffentlichungsdatum: 14. November 2024